補償像素電路及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及液晶顯示器制造領域，提供了一種補償像素電路及顯示裝置。針對現(xiàn)有技術中閾值電壓偏移導致的發(fā)光不均勻、長時間開啟偏壓后出現(xiàn)驅(qū)動晶體管穩(wěn)定性下降、影響顯示區(qū)電流均勻性和穩(wěn)定性的問題，本實用新型在原有的像素補償電路基礎之上增設了復位模塊、數(shù)據(jù)電壓寫入模塊、發(fā)光控制模塊和開關模塊，主要實現(xiàn)了對驅(qū)動晶體管柵極電壓的復位、以及對驅(qū)動晶體管閾值電壓的補償。本法不僅具有補償閾值電壓偏移的功能，還具有使驅(qū)動晶體管的柵極電壓復位的功能，極大地降低了幀與幀之間信號的影響。
【專利說明】補償像素電路及顯示裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及液晶顯示器制造領域，具體提供一種補償像素電路及顯示裝置。【背景技術】
[0002]有源矩陣有機發(fā)光二極管(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode,AMOLED)顯示是一種應用于電視和移動設備中的顯示技術，以其低功耗，低成本，大尺寸的特點在對功耗敏感的便攜式電子設備中有著廣闊的應用前景。
[0003]目前在AMOLED顯示領域中，尤其是大尺寸基板設計中，背板TFT (Thin Fi ImTransistor,薄膜晶體管)在生產(chǎn)工藝過程中存在著TFT的均勻性以及穩(wěn)定性問題，一方面會使得不同TFT之間存在閾值電壓偏移，另一方面還會在長時間開啟偏壓后出現(xiàn)TFT穩(wěn)定性下降。這些問題都使得驅(qū)動OLED電流的不均勻、穩(wěn)定，影響顯示效果。
[0004]現(xiàn)有技術中，存在有很多只考慮閾值電壓偏移這一問題而進行AMOLED補償電路設計，但是這些設計卻都忽視了一個問題:隨著AMOLED尺寸大型化的趨勢，柵信號線的負載也會越來越大，導致柵信號線上會出現(xiàn)電壓的衰減，進而影響顯示區(qū)電流均勻性。這樣的問題會使得OLED發(fā)光不均勻，降低顯示效果。
實用新型內(nèi)容
[0005](一 )解決的技術問題
[0006]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種補償像素電路及顯示裝置，其不僅具有補償閾值電壓偏移的功能，還具有使驅(qū)動晶體管的柵極電壓復位的功能，極大地降低了幀與幀之間信號的影響。
[0007]( 二 )技術方案
[0008]為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下技術方案予以實現(xiàn):
[0009]一種補償像素電路，包括有機發(fā)光二極管和驅(qū)動晶體管，所述驅(qū)動晶體管的第一端與所述有機發(fā)光二極管的陽極相連，其特征在于，所述補償像素電路還包括:
[0010]復位模塊，包括第一端與所述驅(qū)動晶體管的柵極相連的電容，所述復位模塊用于使所述驅(qū)動晶體管的柵極放電，使柵極電壓降至所述有機發(fā)光二極管的閾值電壓的大小；
[0011]數(shù)據(jù)電壓寫入模塊，用于在所述驅(qū)動晶體管的柵極放電，使柵極電壓降至所述有機發(fā)光二極管的閾值電壓的大小后，將數(shù)據(jù)電壓接至所述驅(qū)動晶體管的第二端；
[0012]發(fā)光控制模塊，用于在數(shù)據(jù)電壓寫入完成后，將所述驅(qū)動晶體管的源極和所述電容的第二端改接至高電平的工作電壓；
[0013]開關模塊，用于數(shù)據(jù)電壓接在所述驅(qū)動晶體管的第二端時斷開所述驅(qū)動晶體管與所述有機發(fā)光二極管的連接。
[0014]優(yōu)選地，所述復位模塊還包括第六開關元件和第七開關元件，其中:所述第六開關元件的第一端和第二端分別與所述驅(qū)動晶體管的柵極和第一端相連；所述第七開關元件的第二端接預定電壓，所述第七開關元件的第一端與所述電容的第二端相連。[0015]優(yōu)選地，所述第六開關元件和第七開關元件的控制端所接信號用于控制這兩個開關元件在所述復位模塊和所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊工作時處于開啟狀態(tài)，在所述發(fā)光控制模塊工作時處于關閉狀態(tài)。
[0016]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊包括第三開關元件；所述第三開關元件的第一端與所述驅(qū)動晶體管的第二端相連；所述第三開關元件的第二端與數(shù)據(jù)電壓線相連。
[0017]優(yōu)選地，所述第三開關元件的控制端所接信號用于控制所述第三開關元件在所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊工作時處于開啟狀態(tài)，在所述復位模塊和所述發(fā)光控制模塊工作時處于關閉狀態(tài)。
[0018]優(yōu)選地，所述發(fā)光控制模塊包括第四開關元件和第五開關元件，其第二端都與高電平的工作電壓線相連；所述第四開關元件的第一端與所述驅(qū)動晶體管的第二端相連；所述第五開關元件的第一端與所述電容的第二端相連。
[0019]優(yōu)選地，所述第四開關元件和第五開關元件的控制端所接信號用于控制這兩個開關元件在所述復位模塊和所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊工作時處于關閉狀態(tài)，在所述發(fā)光控制模塊工作時處于開啟狀態(tài)。
[0020]優(yōu)選地，所述開關模塊包括第二開關元件；所述第二開關元件的第一端與所述有機發(fā)光二極管的陽極相連；所述第二開關元件的第二端與所述驅(qū)動晶體管的第一端相連。
[0021]優(yōu)選地，所述驅(qū)動晶體管、第二至第七開關元件均為薄膜晶體管。
[0022]一種顯示裝置，其特征在于，包括上述任意一種補償像素電路。
[0023](三)有益效果
[0024]本實用新型至少具有如下的有益效果:
[0025]本實用新型所提出的補償像素電路結構，使得最終驅(qū)動OLED發(fā)光的電流與閾值電壓Vth和偏置電壓Vdd無關。從而其不但能補償閾值電壓偏移所造成的OLED電流偏差，還具有補償信號電壓衰減對電流影響的功能。
[0026]同時，由于電路中的復位模塊可以使驅(qū)動晶體管的柵極電壓復位，即使得上幀信號對下幀信號幾乎沒有影響，極大降低了幀與幀之間信號的影響。
[0027]當然，實施本實用新型的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1是本實用新型一個實施例中補償像素電路的結構圖；
[0030]圖2是本實用新型一個實施例中7T1C補償像素電路的電路結構圖；
[0031]圖3是本實用新型一個實施例中7T1C補償像素電路的電路時序圖。
【具體實施方式】
[0032]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0033]實施例1
[0034]本實用新型實施例提出了一種補償像素電路，參見圖1，該電路包括有機發(fā)光二極管Dl和驅(qū)動晶體管M1，所述驅(qū)動晶體管Ml的第一端經(jīng)過開關模塊與所述有機發(fā)光二極管Dl的陽極相連，所述補償像素電路還包括:
[0035]復位模塊，包括第一端與所述驅(qū)動晶體管Ml的柵極相連的電容Cl，所述復位模塊用于使所述驅(qū)動晶體管Ml的柵極放電，使柵極電壓降至所述有機發(fā)光二極管Dl的閾值電壓的大??；
[0036]數(shù)據(jù)電壓寫入模塊，用于在所述驅(qū)動晶體管Ml的柵極放電，使柵極電壓降至所述有機發(fā)光二極管Dl的閾值電壓的大小后，將數(shù)據(jù)電壓VData接至所述驅(qū)動晶體管Ml的第
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一觸；
[0037]發(fā)光控制模塊，用于在數(shù)據(jù)電壓寫入完成后，將所述驅(qū)動晶體管Ml的源極和所述電容Cl的第二端改接至高電平的工作電壓Vdd ；(對應的低電平的工作電壓為接在Dl陰極的 Vss)
[0038]開關模塊，用于數(shù)據(jù)電壓接在所述驅(qū)動晶體管Ml的第二端時斷開所述驅(qū)動晶體管Ml與所述有機發(fā)光二極管Dl的連接。
[0039]眾所周知，晶體管具有柵極、源極和漏極，而這里所說的“驅(qū)動晶體管Ml的第一端”具體指的就是與有機發(fā)光二極管Dl的陽極相連的一端，視所選用晶體管類型的不同，可能是晶體管的源極或漏極。
[0040]而由于所述復位模塊用于使所述驅(qū)動晶體管Ml的柵極放電，使柵極電壓降至所述有機發(fā)光二極管Dl的閾值電壓的大小，且其包括第一端與所述驅(qū)動晶體管Ml的柵極相連的電容Cl，所以這一放電過程很顯然地是通過電容Cl完成的，由于Dl的陽極很顯然地要和Cl的一端相連，所以為實現(xiàn)這樣的功能只能使Ml柵極端、Cl第二端以及Dl的陽極連于一點，也就是將電容Cl的第二端接一個與低電平的工作電壓相比電壓值較高的一個恒定電壓，使得Ml的柵極處的電位經(jīng)過Dl進行放電，最終使得該點電位變?yōu)镈l的閾值電壓?？梢娖渲须[含了 Ml的柵極也和Dl相連的連接關系，類似的圖1所示的連接關系也都是包含在上述關于結構或功能的說明當中的。
[0041]可見，該補償像素電路按時間順序分為復位階段、數(shù)據(jù)電壓寫入階段和發(fā)光階段三個工作階段，而整個工作過程是按照復位模塊、數(shù)據(jù)寫入模塊和發(fā)光控制模塊這樣的順序依次進行的，即這三個模塊依次在這三個對應的工作階段中實現(xiàn)其主要功能，而開關模塊是和數(shù)據(jù)寫入模塊同時實現(xiàn)其功能的。
[0042]為了更清楚地說明本實用新型的技術方案，下面以一種優(yōu)選條件下的7T1C補償像素電路具體介紹本實用新型實施例的技術方案和技術效果:
[0043]參見圖2，該電路包括有機發(fā)光二極管D1、驅(qū)動晶體管Ml、第二至第七開關元件M2至M7和存儲電容Cl。
[0044]所述復位模塊除電容Cl之外還包括第六開關元件M6和第七開關元件M7，所述第六開關元件M6的第一端和第二端分別與所述驅(qū)動晶體管Ml的柵極和第一端相連；所述第七開關元件M7的第二端接預定電壓Vinitial，所述第七開關元件M7的第一端與所述電容Cl的第二端相連。
[0045]所述第六開關元件M6和第七開關元件M7的柵極與信號線G2連接，信號線G2用于控制這兩個開關元件在所述復位模塊和所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊工作時處于開啟狀態(tài)，在所述發(fā)光控制模塊工作時處于關閉狀態(tài)。
[0046]所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊包括第三開關元件M3 ;所述第三開關元件M3的第一端與所述驅(qū)動晶體管Ml的第二端相連；所述第三開關元件M3的第二端與數(shù)據(jù)電壓線VData相連。
[0047]所述第三開關元件M3的柵極與信號線Gl連接，信號線Gl用于控制所述第三開關元件M3在所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊工作時處于開啟狀態(tài)，在所述復位模塊和所述發(fā)光控制模塊工作時處于關閉狀態(tài)。
[0048]所述發(fā)光控制模塊包括第四開關元件M4和第五開關元件M5，其第二端都與高電平的工作電壓線Vdd相連；所述第四開關元件M4的第一端與所述驅(qū)動晶體管Ml的第二端相連；所述第五開關元件M5的第一端與所述電容Cl的第二端相連。
[0049]所述第四開關元件M4和第五開關元件M5的柵極與信號線EMl連接，信號線EMl用于控制這兩個開關元件在所述復位模塊和所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊工作時處于關閉狀態(tài)，在所述發(fā)光控制模塊工作時處于開啟狀態(tài)。
[0050]所述開關模塊包括第二開關元件M2 ;所述第二開關元件M2的第一端與所述有機發(fā)光二極管Dl的陽極相連；所述第二開關元件M2的第二端與所述驅(qū)動晶體管Ml的第一端相連。
[0051]由于開關模塊是用于數(shù)據(jù)電壓VData接在所述驅(qū)動晶體管Ml的第二端時斷開所述驅(qū)動晶體管Dl與所述有機發(fā)光二極管Dl的連接的，所以接在所述第二開關元件M2控制端上的信號EM2實際上就是與上述Gl信號的反相信號。
[0052]其中，開關元件指由控制端信號控制其第一端與第二端是否連通的元件，當然其可以由多種具體電器元件實現(xiàn)。
[0053]可見，該電路的基本構成和連接關系如上所述，其中的驅(qū)動晶體管Ml和有機發(fā)光二極管Dl構成基本的OLED驅(qū)動關系，而第二至第七開關元件M2-M7可分別由其各自接在的控制端上的信號控制開關處于開啟/關閉狀態(tài)。當然，所有偏置電壓的電位零點都連于同一個公共端上，所有信號電壓的電位零點也都連于同一個公共端上。
[0054]優(yōu)選地，所述驅(qū)動晶體管、第二至第七開關元件均為薄膜晶體管TFT。這里，本實施例中采用的薄膜晶體管為P型溝道的薄膜晶體管。對應于該特征，所述驅(qū)動晶體管、第二至第七開關元件的第一端均代表漏極，所述驅(qū)動晶體管、第二至第七開關元件的第二端均代表源極，所述第二至第七開關元件的控制端均代表柵極。當然，其也可以用其他類型的晶體管作等效替代。
[0055]從而，由于本補償像素電路包含了 7個TFT和I個電容，所以也可以按本領域常用的命名方式而稱為新型7T1C補償像素電路。
[0056]基于上述所有優(yōu)選條件下的7T1C補償像素電路，該電路的工作原理如下:
[0057]參見該電路的工作時序圖(圖3)，總體來說，該電路的工作分為三個階段:復位階段(a_b)、數(shù)據(jù)寫入階段(b_c)、和發(fā)光階段(C-)。[0058]具體來說，在復位階段，EMl信號和Gl信號為高電平，晶體管M3，M4，M5處于關閉狀態(tài)；而EM2和G2信號為低電平，EM2的低電平使得晶體管M2開啟，同時使M2源漏極節(jié)點C和D導通連接起來。G2信號的低電平，使得晶體管M6和M7開啟。從而晶體管M7開啟使得存儲電容Cl的節(jié)點A電位復位成Vinitial信號。另外，晶體管M6的導通，使驅(qū)動晶體管Ml的柵漏極相互連接，這樣節(jié)點B，C，D便相互連接，存儲電容Cl在節(jié)點B的電位會通過有機發(fā)光二極管DI進行放電至一個低電壓，該電壓就是有機發(fā)光二極管DI的閾值電壓。當然，此時有機發(fā)光二極管Dl處于關閉不發(fā)光的狀態(tài)。
[0059]在數(shù)據(jù)寫入階段，EM2信號變?yōu)楦唠娖?，使得晶體管M2關閉。G2保持低電平，同時Gl也變?yōu)榈碗娖?，這使得晶體管M3開啟，而數(shù)據(jù)信號VData就通過M3寫入到了驅(qū)動晶體管Ml的源極。此時，因為G2—直保持低電平，與OLED連接的Ml工作于飽和區(qū)，其B點電位就變?yōu)榱?VData+Vth。而A點電位為Vinitial，這樣存儲電容Cl兩端電位就分別變?yōu)閂intial 和 VData+Vth。
[0060]發(fā)光階段中，Gl和G2變?yōu)楦唠娖?，使得晶體管M3，M6，M7關閉。EMl和EM2變?yōu)榈碗娖剑沟镁w管M4，M5和M2開啟，M5開啟后，存儲電容A點電位由Vinitial變成VDD，根據(jù)電荷守恒原理，節(jié)點A的電位變成VDD+VData+Vth-Vinitial，此時晶體管Ml處于飽和區(qū)，根據(jù)飽和區(qū)電流公式可知，流出Ml的電流是
【權利要求】
1.一種補償像素電路，包括有機發(fā)光二極管和驅(qū)動晶體管，所述驅(qū)動晶體管的第一端與所述有機發(fā)光二極管的陽極相連，其特征在于，所述補償像素電路還包括: 復位模塊，包括第一端與所述驅(qū)動晶體管的柵極相連的電容，所述復位模塊用于使所述驅(qū)動晶體管的柵極放電，使柵極電壓降至所述有機發(fā)光二極管的閾值電壓的大?。? 數(shù)據(jù)電壓寫入模塊，用于在所述驅(qū)動晶體管的柵極放電，使柵極電壓降至所述有機發(fā)光二極管的閾值電壓的大小后，將數(shù)據(jù)電壓接至所述驅(qū)動晶體管的第二端； 發(fā)光控制模塊，用于在數(shù)據(jù)電壓寫入完成后，將所述驅(qū)動晶體管的源極和所述電容的第二端改接至高電平的工作電壓； 開關模塊，用于數(shù)據(jù)電壓接在所述驅(qū)動晶體管的第二端時斷開所述驅(qū)動晶體管與所述有機發(fā)光二極管的連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的補償像素電路，其特征在于，所述復位模塊還包括第六開關元件和第七開關元件，其中: 所述第六開關元件的第一端和第二端分別與所述驅(qū)動晶體管的柵極和第一端相連；所述第七開關元件的第二端接預定電壓，所述第七開關元件的第一端與所述電容的第二端相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的補償像素電路，其特征在于，所述第六開關元件和第七開關元件的控制端所接信號用于控制這兩個開關元件在所述復位模塊和所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊工作時處于開啟狀態(tài)，在所述發(fā)光控制模塊工作時處于關閉狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求1所述的補償像素電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊包括第三開關元件； 所述第三開關元件的第一端與所述驅(qū)動晶體管的第二端相連； 所述第三開關元件的第二端與數(shù)據(jù)電壓線相連。
5.根據(jù)權利要求4所述的補償像素電路，其特征在于，所述第三開關元件的控制端所接信號用于控制所述第三開關元件在所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊工作時處于開啟狀態(tài)，在所述復位模塊和所述發(fā)光控制模塊工作時處于關閉狀態(tài)。
6.根據(jù)權利要求1所述的補償像素電路，其特征在于，所述發(fā)光控制模塊包括第四開關元件和第五開關元件，其第二端都與高電平的工作電壓線相連； 所述第四開關元件的第一端與所述驅(qū)動晶體管的第二端相連； 所述第五開關元件的第一端與所述電容的第二端相連。
7.根據(jù)權利要求6所述的補償像素電路，其特征在于，所述第四開關元件和第五開關元件的控制端所接信號用于控制這兩個開關元件在所述復位模塊和所述數(shù)據(jù)電壓寫入模塊工作時處于關閉狀態(tài)，在所述發(fā)光控制模塊工作時處于開啟狀態(tài)。
8.根據(jù)權利要求1所述的補償像素電路，其特征在于，所述開關模塊包括第二開關元件； 所述第二開關元件的第一端與所述有機發(fā)光二極管的陽極相連； 所述第二開關元件的第二端與所述驅(qū)動晶體管的第一端相連。
9.根據(jù)權利要求1至8中任意一項所述的補償像素電路，其特征在于，所述驅(qū)動晶體管、第二至第七開關元件均為薄膜晶體管。
10.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1至9中任意一項所述的補償像素電路。
【文檔編號】G09G3/32GK203812537SQ201420235785
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權日:2014年5月8日
【發(fā)明者】馬占潔 申請人:京東方科技集團股份有限公司